是用地养地相结合的一种生物学措施。有利于均衡利用土壤养分和防治病、虫、草害;能有效地改善土壤的理化性状,调节土壤肥力。中国实行轮作历史悠久。旱地多采用以禾谷类作物为主或禾谷类作物、经济作物与豆类、绿肥作物轮换;稻田的水稻与旱作物轮换。欧洲在8世纪前盛行二圃式轮作,中世纪后发展为三圃式轮作。18世纪开始草田轮作。19世纪,J.V.李比希提出矿质营养学说,认为作物轮换可以均衡利用土壤营养。20世纪前期,B.P.威廉斯提出一年生作物与多年生混播牧草轮换的草田轮作制,可不断恢复和提高地力,增加作物和牧草产量。轮作因采用的方式不同,分为定区轮作和非定区轮作。轮作的命名决定于该轮作中的主要作物构成,被命名的作物群应占轮作区的1/3以上。常见的有禾谷类轮作、禾豆轮作、粮食和经济作物轮作,水旱轮作、草田轮作等。
在同一块菜地上,按一定年限有计划的、科学的轮换栽种几种性质不同的蔬菜叫做“轮作”,俗称“换茬”。轮作的好处很多,突出的有以下几方面:①能充分利用土壤营养。各种蔬菜对营养要求各不想同,连年在同一块上种植同一种蔬菜,由于营养的选择吸收,往往造成土壤中某种养分的缺泛。另外,不同蔬菜植物根系深浅不同,轮换栽培可吸收不同土层的营养,不同类型蔬菜轮换种植就可以充分利用土壤各种营养,以利于连续获得高产。②有利于防止病害。蔬菜种类不同,病虫害也不一样,在连作的情况下,往往使病虫害提早发生和危害严重。
轮作(crop rotation)指在同一田块上有顺序地在季节间和年度间轮换种植不同作物或复种组合的种植方式。如一年一熟的大豆→小麦→玉米三年轮作,这是在年间进行的单一作物的轮作;在一年多熟条件下既有年间的轮作,也有年内的换茬,如南方的绿肥—水稻—水稻→油菜—水稻→小麦—水稻—水稻轮作,这种轮作有不同的复种方式组成,因此,也称为复种轮作。
轮作作用合理的轮作有很高的生态效益和经济效益:
防治病、虫、草害
作物的许多病害如烟草的黑胫病、蚕豆根腐病、甜菜褐斑病、西瓜蔓割病等都通过土壤侵染。如将感病的寄主作物与非寄主作物实行轮作,便可消灭或减少这种病菌在土壤中的数量,减轻病害。对为害作物根部的线虫,轮种不感虫的作物后,可使其在土壤中的虫卵减少,减轻危害。
合理的轮作也是综合防除杂草的重要途径,因不同作物栽培过程中所运用的不同农业措施,对田间杂草有不同的抑制和防除作用。如密植的谷类作物,封垄后对一些杂草有抑制作用;玉米、棉花等中耕作物,中耕时有灭草作用。一些伴生或寄生性杂草如小麦田间的燕麦草、豆科作物田间的菟丝子,轮作后由于失去了伴生作物或寄主,能被消灭或抑制为害。水旱轮作可在旱种的情况下抑制,并在淹水情况下使一些旱生型杂草丧失发芽能力。
均衡利用土壤养分
各种作物从土壤中吸收各种养分的数量和比例各不相同。如禾谷类作物对氮和硅的吸收量较多,而对钙的吸收量较少;豆科作物吸收大量的钙,而吸收硅的数量极少。因此两类作物轮换种植,可保证土壤养分的均衡利用,避免其片面消耗。
调节土壤肥力
谷类作物和多年生牧草有庞大根群,可疏松土壤、改善土壤结构;绿肥作物和油料作物,可直接增加土壤有机质来源。
另外,轮种根系伸长深度不同的作物,深根作物可以利用由浅根作物溶脱而向下层移动的养分,并把深层土壤的养分吸收转移上来,残留在根系密集的耕作层。同时轮作可借根瘤菌的固氮作用,补充土壤氮素,如花生和大豆每亩可固氮6~8千克,多年生豆科牧草固氮的数量更多。
水旱轮作还可改变土壤的生态环境,增加水田土壤的非毛管孔隙,提高氧化还原电位,有利土壤通气和有机质分解,消除土壤中的有毒物质,防止土壤次生潜育化过程,并可促进土壤有益微生物的繁殖。